JP2009275580A - Blower - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送風を目的とした装置としての送風装置、或いは機器の一部に送風機構として組み込まれる送風装置に関する。 The present invention relates to a blower as a device for blowing air, or a blower incorporated in a part of equipment as a blower mechanism.
従来、送風装置の多くは、羽根車の中央にモータが配置された構成のものである。こうした構造の送風装置は、モータを収納する部分が羽根車に存在し、その部分が流入される流体の抵抗となり送風装置の効率が低下している。また、モータ収納部分の送風方向で見た投影面積を小型化することで流入抵抗は小さくすることができるが、結果として、装置全体の高さが高くなる。 Conventionally, many blowers have a configuration in which a motor is arranged at the center of an impeller. In the blower having such a structure, a portion for housing the motor is present in the impeller, and this portion becomes resistance of the fluid that flows in, and the efficiency of the blower is reduced. In addition, the inflow resistance can be reduced by reducing the projected area of the motor housing portion viewed in the blowing direction, but as a result, the overall height of the apparatus is increased.
このように、装置全体の薄型化と送風装置の効率を両立することには、困難性が存在する。また、回転する羽根車と装置フレームに固定されるベルマウスとの間にはギャップが存在するのが避けられない。そのため、その隙間部分より機器内部から吸入口への送風リークが存在し、送風装置の効率に大きな影響を与えていた。 As described above, there is a difficulty in making the entire apparatus thin and achieving the efficiency of the blower. In addition, it is inevitable that a gap exists between the rotating impeller and the bell mouth fixed to the apparatus frame. Therefore, there is a ventilation leak from the inside of the device to the suction port through the gap portion, which has a great influence on the efficiency of the blower.
図8は、従来の送風装置の一例を示す構成図である。図8に示すように、この送風装置は、ベルマウス8、羽根車9及びモータ10で構成されている。装置全体の薄型化を図るため、ベルマウス8が囲む領域にモータ10の収納部が設けられている。その収納部は吸入口を塞ぐように存在することになるので、気流の流れは流路11として示すようになる。したがって、空気の流入抵抗が増加し、効率低下の原因となっていた。
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional blower. As shown in FIG. 8, the blower device includes a
図9は、図8に示す従来の送風装置のベルマウス8と羽根車9の重なり部分を拡大したものである。図9に示すように、この重なり部分では、ベルマウス8を通らずに機器内部側から羽根車9の吸入口に向かう流れとしてのリーク流れ12が存在し、送風効率悪化の原因の一つとなっていた。
FIG. 9 is an enlarged view of the overlapping portion between the
図10は、本出願人が先願である特願2006−297952で提案した送風装置の実施例の構成図である。図10に示すように、空気を吸入するベルマウス8と羽根車9とを備えており、それらの間に羽根車9に固定された回転子16とベルマウス8に固定された固定子17とから成るモータを配置している。また、ベルマウス8と羽根車9との間にはベアリング15が配設されている。ベアリング15は羽根車の径方向内側の内輪と径方向外側の外輪と、両輪間に転動体を備える形式の軸受であって、内輪は軸受の内部に回り込んだベルマウス8に固定され、外輪は羽根車9に固定されている。ベアリング15によって、羽根車9はベルマウス8に対して回転することができる。
FIG. 10 is a configuration diagram of an embodiment of a blower device proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2006-299752 which is a prior application. As shown in FIG. 10, a
図11は、図10に示す送風装置のベルマウス8と羽根車9の重なり部分を拡大した図である。図11に示すように、ベルマウス8と羽根車9の間にベアリング15が配置されているので、空気の流路11はベアリングの厚み分の段差22の分だけ歪むことになり、拡大損失、即ち、空気流れが広がるときの損失を生じる。
FIG. 11 is an enlarged view of the overlapping portion of the
配管内に取り付けられた十字状等の軸支材の中央にマグネットポンプの羽根車となる磁力回転体の回転軸を軸着し、磁力回転体の外周部に磁極を交互にした磁石を配置し、配管の外側にモータの固定子となる誘導回転駆動部を配置し、誘導回転駆動部に発生させた回転磁界で磁力回転体を回転駆動して、磁力回転体にはその際の遠心力による圧力が発生する遠心流路を軸対称に設け、更に羽根車の出口側に案内羽根を設けた流体軸粒圧送装置が開示されている(特許文献1参照)。また、羽根車を備えた送風装置ではあるが、羽根車に空気を供給するベルマウスを一体とした固定子と、羽根車にモータの回転子を取り付け、送風装置を固定する側にモータの固定子を配置したものが提案されている(特許文献2参照)。更に、複数葉のブレードを回転軸上に設けて風車とし、これらブレードの外周にわたり取り付けた輪環に複数の永久磁石を取り付けて回転子を形成し、前記風車を囲み空気取り入れ側の端部にベルマウスが形成された円筒形のケーシングを設け、ケーシング上にブレードの外周に沿って放射状に固定子を形成した風力発電機が開示されている(特許文献3参照)。 A rotating shaft of a magnetic rotating body that serves as an impeller of a magnet pump is attached to the center of a cross-shaped shaft support member installed in the pipe, and magnets with alternating magnetic poles are arranged on the outer periphery of the magnetic rotating body. An induction rotation drive unit that becomes a stator of the motor is arranged outside the pipe, and the magnetic rotator is driven to rotate by the rotating magnetic field generated in the induction rotation drive unit. The magnetic rotator is subjected to centrifugal force at that time. There has been disclosed a fluid-axis particle pressure feeding device in which centrifugal flow paths in which pressure is generated are provided axially symmetrically and guide vanes are provided on the exit side of the impeller (see Patent Document 1). Moreover, although it is an air blower provided with an impeller, the stator which integrated the bellmouth which supplies air to an impeller, the rotor of a motor is attached to an impeller, and a motor is fixed to the side which fixes an air blower. The thing which has arrange | positioned the child is proposed (refer patent document 2). Further, a plurality of blades are provided on a rotating shaft to form a windmill, and a rotor is formed by attaching a plurality of permanent magnets to a ring attached to the outer periphery of these blades, and surrounds the windmill at the end of the air intake side. A wind power generator is disclosed in which a cylindrical casing having a bell mouth is provided and stators are radially formed on the casing along the outer periphery of the blade (see Patent Document 3).
しかしながら、特許文献1に開示の流体軸粒圧送装置においては、案内羽根は羽根車である磁力回転体とは一体構造ではない。また、特許文献2、3に開示のものおいても、羽根車にベルマウスと回転子を一体とした構造を開示するものではない。
However, in the fluid axis particle pressure feeding device disclosed in
従来の送風装置はモータ収納部の吸入抵抗、機器内部から吸入口へのリークにより送風装置の高効率化は難しく、また羽根車中央部にモータを配置していた為に、送風装置全体を薄型化することは難しく、モータを薄型化することにより送風装置全体を薄型化しようとしても、モータ収納部が羽根車中央にあるモータ収納部が存在する為に、高効率化、低騒音化を両立することは難しかった。
そこで、取り入れられる空気の流れを案内するベルマウスと空気を引込み且つ送出する羽根車との間の空気流れの案内不連続を解消して、送風効率を向上させる点で解決すべき課題がある。 Therefore, there is a problem to be solved in that the air flow guide discontinuity between the bell mouth that guides the flow of air to be taken in and the impeller that draws in and sends out air is eliminated, and air blowing efficiency is improved.
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、高効率、薄型、低騒音、特性が安定した送風装置を構成することができ、高性能な送風装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-performance blower that can constitute a blower with high efficiency, thinness, low noise, and stable characteristics in order to solve the above problems.
本発明による送風装置は、羽根車と、前記羽根車に吸い込まれる空気の流れを案内するベルマウスと、装置フレーム側に固定される環状固定子及び前記羽根車側に取り付けられた環状回転子を有する環状モータとを備えており、前記羽根車は前記ベルマウスと一体化されたベルマウス一体型羽根車であり、前記モータの前記環状回転子は前記ベルマウス一体型羽根車に取り付けられていることを特徴としている。 The blower according to the present invention includes an impeller, a bell mouth that guides the flow of air sucked into the impeller, an annular stator that is fixed to the apparatus frame side, and an annular rotor that is attached to the impeller side. And the impeller is a bell mouth integrated impeller integrated with the bell mouth, and the annular rotor of the motor is attached to the bell mouth integrated impeller. It is characterized by that.
この送風装置によれば、羽根車とベルマウスとは一体化された構造であるため、羽根車とベルマウス間の隙間が無くなる。したがって、空気流れの案内不連続が解消され、当該隙間を通ってリークする空気が無くなる。また、羽根車とベルマウスとを別体構成としたときには、両者間の隙間が径方向に形成され、或いは両者間にベアリングが配置されて、その分だけ空気流れに拡大損失が生じているが、羽根車とベルマウスとを一体化することで、上記拡大損失が低下して高効率となり、更にまた、隙間に起因した特性変動が無くなるので送風効率が安定する。 According to this blower, since the impeller and the bell mouth have an integrated structure, there is no gap between the impeller and the bell mouth. Accordingly, the air flow guidance discontinuity is eliminated, and no air leaks through the gap. In addition, when the impeller and the bell mouth are configured separately, a gap between the two is formed in the radial direction, or a bearing is disposed between the two, and an expansion loss occurs in the air flow accordingly. By integrating the impeller and the bell mouth, the expansion loss is reduced and the efficiency is increased. Furthermore, since the characteristic fluctuation due to the gap is eliminated, the blowing efficiency is stabilized.
また、この送風装置によれば、羽根車とベルマウスとの間に径方向の隙間が形成されないので、その分、モータの固定子と回転子を大口径とすることができ、その大口径化に応じて固定子及び回転子を回転軸方向に薄くすることができる。モータを薄型化することで送風装置全体を小型化することもできる。また、羽根車がベルマウスとモータが一体となった送風装置を構成することができ、組立性を向上させることができる。 Moreover, according to this blower, since no radial gap is formed between the impeller and the bell mouth, the motor stator and rotor can be increased in diameter accordingly, and the larger diameter can be achieved. Accordingly, the stator and the rotor can be thinned in the direction of the rotation axis. By reducing the thickness of the motor, the entire blower can be reduced in size. Further, the impeller can constitute a blower device in which the bell mouth and the motor are integrated, and the assemblability can be improved.
更に、この送風装置によれば、羽根車の中央部において、モータ収納部分を無くすことができるので、流入抵抗となる部分が無くなり、低騒音化とすることができる。 Furthermore, according to this blower, since the motor housing portion can be eliminated in the central portion of the impeller, the portion that becomes the inflow resistance is eliminated, and the noise can be reduced.
以上のように、この発明による送風装置は、羽根車と、その羽根車への取り入れ空気の流れを案内するベルマウスとを一体とし、羽根車と送風装置を固定する側の間にモータを配置しているので、ベルマウスと羽根車との間の空気流れの案内不連続を解消して、空気の送風の効率が高められ、高効率、薄型、低騒音、特性が安定した送風装置を構成することができ、高性能な送風装置を得ることができる。 As described above, in the blower device according to the present invention, the impeller and the bell mouth that guides the flow of the intake air to the impeller are integrated, and the motor is disposed between the side that fixes the impeller and the blower device. Therefore, the air flow guide discontinuity between the bell mouth and the impeller is eliminated, the air blowing efficiency is improved, and the air blowing device with high efficiency, low profile, low noise and stable characteristics is constructed. And a high-performance blower can be obtained.
以下、本発明による送風装置の実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。各実施例において、同様の機能を奏する部品や部位については、図8〜図11に示した従来の送風装置に用いたものを含めて、同じ符号を付している。 Hereinafter, embodiments of a blower according to the present invention will be described with reference to FIGS. In each embodiment, parts and parts having similar functions are denoted by the same reference numerals, including those used in the conventional blower shown in FIGS.
図1は、この発明による送風装置の実施例1を示す縦断面図である。この発明による送風装置は、図1に示すように、空気を吸入するベルマウスが一体になった羽根車1と、羽根車1を回転させるモータとを備えている。モータは、羽根車1側に固定された環状の回転子3と、装置フレーム側に固定された環状の固定子4とを有している。ベルマウス一体型の羽根車1と送風装置の固定端7の間にはベアリング5が配設されており、ベアリング5によって送風装置の固定端7の内側で羽根車1が回転できるようになっている。羽根車1が回転するとき、吸入口2から空気が取り込まれ、送風が行われる。
FIG. 1 is a longitudinal sectional
ベアリング5は、径方向内側の内輪5aと、径方向外側の外輪5bと、両輪間に配置されたボールのような転動体5cとを備えている。ベアリング5の内輪5aと外輪5bとは、それぞれモータの空気取り入れ側において回転子3と固定子4とに対応させて配置されている。内輪5aの外側側部にベルマウス一体型の羽根車1の端部が取り付けられており、羽根車1は回転子3の内側に沿って空気送出側において固定子4の側面に対面する位置にまで延びている。ベアリング5は、ベルマウス一体型の羽根車1が固定端7と固定子4に対して回転するのを許容している。
The
図2は、図1に示す送風装置におけるモータ部の上面図である。図2に示すように、内側に回転子3があり、その外周に固定子4が配置されている。モータの上部にベアリング(図1において符号5で示す)が配置されており、ベアリング5の内輪側がベルマウス一体型の羽根車1と回転子3に、ベアリング5の外輪側が固定子4と送風装置の固定端7に固定されている。固定子4には、周方向に複数のコイル6が並べて配置されており、コイル6の励磁を制御することにより、固定子4は回転磁界を生じさせることができる。
FIG. 2 is a top view of the motor unit in the blower shown in FIG. As shown in FIG. 2, the
図3はこの発明による送風装置の実施例2を示す縦断面図である。図3に示す送風装置は、空気を吸入するベルマウス一体型の羽根車1と、羽根車1を回転させるモータとを備えている。モータは、羽根車側に固定された回転子3と、送風装置側に固定された固定子4とを有しており、その構造は実施例1の場合と同様である。ベルマウス一体型の羽根車1と送風装置の固定端7の間にはベアリング5が配設されており、送風装置の固定端7に対してベルマウス一体型の羽根車1は回転できるようになっている。
FIG. 3 is a longitudinal sectional
本実施例におけるベアリング5は、軸方向内側の内輪5dと、軸方向外側の外輪5eと、両輪間に配置されたボールのような転動体5fとを備えている。ベアリング5の内輪5aは、空気取り入れ側において固定子4に対応させて配置されている。外輪5eの外側側部にベルマウス一体型の羽根車1の端部が取り付けられており、その他の羽根車1の部分は、実施例1と同様に、回転子3の内側に沿って空気送出側において固定子4の側面に対面する位置にまで延びている。ベアリング5は、ベルマウス一体型の羽根車1が固定端7と固定子4に対して回転するのを許容している。
The
図4はこの発明による送風装置の実施例3を示す縦断面図である。図3に示す実施例3に係る送風装置は、空気を吸入するベルマウスが一体になった羽根車1と、その羽根車を回転させるモータとを備えている。モータは、羽根車側に固定された回転子3と、送風装置側に固定された固定子4とを有している。その他の構造は。実施例1、実施例2の構造と同様である。羽根車1の中央に羽根車支持軸21が設けてあり、羽根車支持軸21にベアリング5,5が配設されている。各ベアリング5は、内輪5gと、外輪5hと、両輪間に配置された転動体5iを有している。ベアリング5の外輪には異物流入防止金網兼羽根車支持部20が配設されている。
FIG. 4 is a longitudinal sectional
図5は図4に示す実施例4の上面図である。空気取り入れ側においては、異物流入防止用として同心円状の金網が設けられている。その金網を支持する目的と羽根車1を支持する目的とのため、複数本の支持部20が、送風装置の中心から固定端7に向かって放射状に延びて配置されている。ベアリング5は、羽根車支持軸21に取り付けられた内輪5gと、支持部20に取り付けられた外輪5hと、両輪間に配置されている転動体5iとを備えている。即ち、ベルマウス一体型羽根車1は、異物流入防止用の金網を支持する支持部20の中央部において、ベアリング5及び羽根車支持軸21を介して回転可能に支持されている。
FIG. 5 is a top view of the fourth embodiment shown in FIG. On the air intake side, a concentric wire mesh is provided for preventing foreign matter inflow. For the purpose of supporting the wire mesh and the purpose of supporting the
図6は、図1に示す実施例1の送風装置における空気流れの流路13を流線として示したものである。図6に示すように、羽根車1の中央部にはモータ格納部分が存在しないので、空気の流入抵抗を増加させる要因が無く、従来品と比較して効率を4%程度改善することができる。
FIG. 6 shows the
図7は、図1に示す実施例1の送風装置において、ベルマウス一体型羽根車1と送風装置の固定端7の部分を拡大して示す図である。機器内部側から、羽根車1の吸入口に向うリークの経路には、回転子3と固定子4の間の磁気ギャップ14とベアリング5とが存在する。通常、磁気ギャップは数mm程度と非常に狭く、またモータの厚み分の距離があり、従来品と比較してリークしにくい構造となっている。また、機器の外部までベアリング5が存在しており、更にリークしにくい構造になっている。また、ベアリング5にシール付のベアリングを使用することでさらにリークし難くすることが可能である。したがって、従来品と比較してリーク量が少なく、高効率な送風装置を構成することができる。
FIG. 7 is an enlarged view of the bell mouth integrated
従来の送風装置では、図11に示すように、ベルマウス8と羽根車9の間の段差22が生じ、流路として拡大損失が発生していた。本発明による送風装置では、羽根車は、図7に拡大して示すようにベルマウス部分1aと羽根車部分1bとが一体となった一体型羽根車1であるため、従来の送風装置で生じていた段差22が生じることがなく、広がる流れの流路での拡大損失を少なくすることができる。
In the conventional air blower, as shown in FIG. 11, a
また、従来の送風装置では、図8に示すように、モータ10が羽根車9の中央部に存在するので、モータ10には空気流れが直接当たることが無く、モータ10の冷却には不利な構造であった。しかしながら、本発明の送風装置は図1、図3又は図4に示すように、回転子3は羽根車1に固定されているので、羽根車1がモータの放熱器の役割を持つことになる。
Moreover, in the conventional air blower, as shown in FIG. 8, since the
この発明による送風装置は、換気扇や、冷却用・空調用の送風機等の風量が要求される送風機として有用である。 The blower according to the present invention is useful as a blower that requires an air volume, such as a ventilation fan or a cooling / air-conditioning blower.
1…ベルマウス一体型羽根車
1a…ベルマウス部分 1b…羽根車部分1b
2…吸入口
3…回転子 4…固定子
5…ベアリング
5a,5d,5g…内輪 5b,5e,5h…外輪
5c,5f,5i…転動体
6…コイル 7…送風装置の固定端
13…空気の流路 14…磁気ギャップ
20…異物流入防止金網兼羽根車支持部分
21…羽根車支持軸
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記羽根車は前記ベルマウスと一体化されたベルマウス一体型羽根車であり、前記モータの前記環状回転子は前記ベルマウス一体型羽根車に取り付けられていることを特徴とする送風装置。 An impeller, a bell mouth for guiding the flow of air sucked into the impeller, an annular stator fixed to the apparatus frame side, and an annular motor having an annular rotor attached to the impeller side And
The blower characterized in that the impeller is a bellmouth integrated impeller integrated with the bellmouth, and the annular rotor of the motor is attached to the bellmouth integrated impeller.
前記ベルマウス一体型羽根車は、前記環状モータの空気取り入れ側に配設されたベアリングによって前記装置フレームに回転可能に支持されていることを特徴とする送風装置。 The blower device according to claim 1,
The air blower characterized in that the bellmouth integrated impeller is rotatably supported by the device frame by a bearing disposed on the air intake side of the annular motor.
前記ベアリングは、前記環状回転子に対応して径方向内側に配置された内輪と前記環状固定子に対応して径方向外側に配置された外輪と、両輪間に配置された転動体とを有していることを特徴とする送風装置。 In the air blower according to claim 2,
The bearing has an inner ring disposed radially inward corresponding to the annular rotor, an outer ring disposed radially outward corresponding to the annular stator, and a rolling element disposed between both wheels. The air blower characterized by performing.
前記ベアリングは、前記環状固定子に対応して軸方向内側に配置された内輪と軸方向外側に配置された外輪と、両輪間に配置された転動体とを有していることを特徴とする送風装置。 In the air blower according to claim 2,
The bearing has an inner ring arranged on the inner side in the axial direction corresponding to the annular stator, an outer ring arranged on the outer side in the axial direction, and rolling elements arranged between the two wheels. Blower device.
前記ベルマウス一体型羽根車は、異物流入防止用の金網を支持する支持部の中央部において、ベアリングを介して前記回転可能に支持された羽根車支持軸に取り付けられていることを特徴とする送風装置。 The blower device according to claim 1,
The bellmouth integrated impeller is attached to an impeller support shaft that is rotatably supported via a bearing at a central portion of a support portion that supports a wire net for preventing foreign matter inflow. Blower device.
前記ベルマウス一体型羽根車は、空気取入れ側において少なくとも前記環状回転子の側部を覆うとともに、空気送出側に向かうに従って前記環状回転子に沿って延び、更に空気送出側において前記環状固定子の側面に体面する位置にまで延びていることを特徴とする送風装置。 In the air blower of any one of Claims 1-5,
The bell mouth integrated impeller covers at least a side portion of the annular rotor on the air intake side, extends along the annular rotor toward the air delivery side, and further extends on the air delivery side of the annular stator. An air blower characterized by extending to a position facing the side surface.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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